朱森第：工業(yè)互聯網賦能制造業(yè)數字化轉型
中國工業(yè)正進入轉型升級、高質量發(fā)展的重要時期，作為工業(yè)之主體，制造業(yè)正處于前所未有的重大變革中。信息社會制造業(yè)地位如何，智能時代制造業(yè)如何發(fā)展，工業(yè)互聯網如何與制造業(yè)融合，一系列復雜問題急待求解。有必要從制造業(yè)發(fā)展、制造系統(tǒng)演進，到數字化轉型以及工業(yè)互聯網來梳理發(fā)展和演化的脈絡。
制造企業(yè)向數字化轉型是應對重大變革的唯一正確選擇。
大多數制造企業(yè)尚處于轉型的前夜或初期，
少數企業(yè)已開始數字化轉型。
圖/受訪者提供
在各方倡導推動下，工業(yè)互聯網風起云涌，高潮迭起，一時成為各地各行業(yè)的熱點重點，亦成為制造企業(yè)擁抱的對象。與此相伴，大數據、云計算、物聯網、區(qū)塊鏈、人工智能、邊緣計算等新技術紛至沓來，目不暇接。公有云、私有云、云制造、霧計算等新詞層出不窮，真讓企業(yè)尤其是中小企業(yè)，感到云里霧里，摸不著頭腦。
工業(yè)互聯網，顧名思義，應是圍繞工業(yè)、服務工業(yè)、提升工業(yè)。我國工業(yè)正面臨轉型升級、高質量發(fā)展的重要時期。作為工業(yè)之主體，制造業(yè)正處于前所未有的重大變革中。轉型升級、高質量發(fā)展，異常緊迫地提到日程上來。如此多的新技術密集地“+”到制造業(yè)領域，制造業(yè)有些不知所措。制造業(yè)將被重新定義，如制造業(yè)將服務化為服務業(yè)、制造業(yè)將被平臺經濟覆蓋，種種提法，引發(fā)人們的困惑與思考。信息社會制造業(yè)的地位如何，智能時代制造業(yè)如何發(fā)展，工業(yè)互聯網如何與制造業(yè)融合，一系列復雜問題急待求解。為此，有必要從制造業(yè)的發(fā)展、制造系統(tǒng)演進到數字化轉型以及工業(yè)互聯網來梳理發(fā)展和演化的脈絡。
制造業(yè)發(fā)展和制造系統(tǒng)的演進
時代的變遷，社會的進步，不是弱化制造業(yè)、消亡制造業(yè)，而是演化制造業(yè)、提升制造業(yè)。考察制造業(yè)發(fā)展，最基本的視角是研究制造系統(tǒng)的演進。制造系統(tǒng)凝結了科學技術的成果、思想理論的精華、社會人文的良知
無論是遠古時代，還是信息社會，人類生活的基本需求，衣食住行使用的物品，以及更進一步的精神文化生活所需的物品，都離不開制造業(yè)。難以想象，當社會沒有制造業(yè)將是何種情形。信息社會的信息采集傳輸、數據的挖掘分析，所用的裝備是制造出來的；智能時代人們須臾不可離開的智能手機、智能終端，是制造出來的；探索未知的天眼和飛船，也是制造出來的。時代的變遷，社會的進步，不是弱化制造業(yè)、消亡制造業(yè)，而是演化制造業(yè)、提升制造業(yè)。
制造是一種經濟活動，是指經物理變化或化學變化后成為新產品的經濟活動。不論人類社會如何發(fā)展、產業(yè)形態(tài)如何變化，其經濟活動始終存在。但隨著社會不斷發(fā)展、技術不斷進步，制造業(yè)也在不斷發(fā)展。而制造業(yè)的發(fā)展又推動了社會的進步。
可以說，千百年來人們從未停止過對制造技術研究和制造活動方式探求的步伐。在某一時期按一定技術和邏輯以某種相對定型的方式來組織制造活動，從而形成一定的制造模式。
近百年來，制造模式不斷涌現、層出不窮。制造系統(tǒng)則是制造活動賴以進行的載體，是由人和勞動資料構成的?！案鞣N經濟時代的區(qū)別，不在于生產什么，而在于怎樣生產，用什么勞動資料生產。勞動資料不僅是人類勞動力發(fā)展的測量器，而且是勞動借以進行的社會關系的指示器?！雹僖虼耍疾熘圃鞓I(yè)的發(fā)展，最基本的視角是研究制造系統(tǒng)的演進。制造系統(tǒng)凝結了科學技術的成果、思想理論的精華、社會人文的良知。可以說，制造系統(tǒng)的不斷演進，是人類文明進步的標志。
工業(yè)革命初期最早的制造系統(tǒng)，無疑是由人和簡單的工具組成。以后，有了流水線生產；之后，有了自動化生產線，工人跟著生產線的節(jié)拍走；再后，自動化程度不斷提高，工人成為生產線不可分割的一部分，像機器那樣工作，而機器又如人那樣靈巧地動作?？芍^人如機器、機器如人。制造系統(tǒng)的演進，從未停止過，如今，正朝向智能化方向發(fā)展。
觀察制造系統(tǒng)的演進，可以從中抽取什么特征來表征其演進過程？
從制造系統(tǒng)演進過程可發(fā)現兩個特征性的變化：一是從“人力為主”到“人是機器，機器是人”，再到“人力逐漸退出”；二是從“人操作生產工具”到“機器按程序運行”，再到“自學習系統(tǒng)”。第一個變化反映了人力在制造系統(tǒng)中的比重逐漸降低；第二個變化反映了制造系統(tǒng)中固化的人的知識和經驗所占比重逐漸提高。圖1展示出了這種變化趨勢。由此可以預期制造系統(tǒng)演進的方向，人們力求人力（強調是人力而不是人）從制造系統(tǒng)中退出，使系統(tǒng)學會像人一樣思考和工作，成為一個自學習系統(tǒng)。新一代信息技術、人工智能與制造業(yè)的融合發(fā)展，有力促進了制造業(yè)逼近這個方向。
智能制造和數字化轉型
制造企業(yè)向數字化轉型是應對重大變革的唯一正確選擇。大多數制造企業(yè)尚處于轉型的前夜或初期，少數企業(yè)已開始數字化轉型。相對于數字產業(yè)化，產業(yè)數字化空間大，其復雜程度和實施難度也大，是數字經濟發(fā)展的重點和難點
我國制造業(yè)在實施制造強國戰(zhàn)略的第一個十年中，以兩化融合為主線、以智能制造為主攻方向。之所以做出這種戰(zhàn)略選擇，是基于對全球制造業(yè)發(fā)展格局重大變化的把握，是基于對如何提升我國制造業(yè)的思考，是基于對有效解決效益效率、質量品種、資源消耗、環(huán)境影響等突出問題的權衡。早期的制造業(yè)兩化融合，就是力圖解決這些問題。
20世紀80年代開始，我國制造業(yè)在信息化的推動下，經過甩圖板、CAD應用工程、甩賬表、CIMS（計算機集成制造系統(tǒng)）工程，在計算機應用、信息集成、快速響應市場、提高效率等方面取得了長足進步。計算機技術和集成電路的快速發(fā)展，為制造系統(tǒng)構建起神經系統(tǒng)和控制系統(tǒng)成為可能。從而有利于制造系統(tǒng)的高效運轉，有利于制造系統(tǒng)的物料流、信息流、能量流、資金流、業(yè)務流、人員流的順暢、準確、有效。幾十年來，人們?yōu)榇硕?，各種不同的制造模式應運而生。精益生產（LP）、敏捷制造（AM）、柔性制造（FM）、計算機集成制造（CIM）、現代集成制造（CIM）、協(xié)同制造（HM）、網絡合作制造（NCM）、可重構制造系統(tǒng)（RCMS）、大批量定制化生產（MCP）、分散網絡化生產系統(tǒng)（DNPS）、自組織生產系統(tǒng)（SOPS）等等制造模式和制造系統(tǒng)集中體現了人們對提升制造業(yè)的不懈努力和孜孜追求。但在那個年代，未能解決制造系統(tǒng)信息孤島的問題。
當今時代，新一代信息技術和其他高新技術發(fā)展迅猛異常，加速了制造模式的創(chuàng)新和制造系統(tǒng)的演進。讓制造系統(tǒng)更具智能，使其更能自動適應市場變化和制造條件的變更，智能制造已不是遙不可及的追求，而是可以腳踏實地的實施。智能制造是以往努力的延續(xù)，是幾十年技術的積淀。有關智能制造內涵的表述，仁者見仁、智者見智，眾說紛紜。筆者比較認同這種表述：“智能制造是基于新一代信息通信技術與先進制造技術深度融合，貫穿于設計、生產、管理、服務等制造活動的各個環(huán)節(jié)，具有自感知、自學習、自決策、自執(zhí)行、自適應等功能的新型生產方式?！雹?br/>
智能制造是制造業(yè)的發(fā)展方向和目標，這一目標的實現則需經過制造業(yè)智能化的過程，關鍵是構建智能化制造系統(tǒng)。一般來講，一個智能化制造系統(tǒng)由五個層級構成（圖2）。各個層級間需要實現信息集成，底層設備間更需要實現互聯互通。目前，制造系統(tǒng)底層設備間的信息互聯，通過各種現場總線得以實現，如Profibus、CanBus、LonWorks、CC-link、DeviceNet、Modbus等等。層級間則通過工業(yè)以太網實現通信。信息集成的前提是設備的各種各樣信息需表達為計算機能讀懂的數字語言。這就要求凡在制造系統(tǒng)內的各種設備必須先進行數字化，然后才有可能按照智能制造的要求進行調度并運行。智能制造還需要將企業(yè)的各類業(yè)務流程、運營過程均納入制造系統(tǒng)中。因此，業(yè)務流程、運行過程也需進行數字化并貫穿于全生命周期。一句話，制造企業(yè)必須成為數字化企業(yè)、實現數字化轉型，才能適應信息時代。
數字化轉型的主要內容包括要素、過程和產出的數字化。③要素數字化體現在推動數字技術創(chuàng)新，推進生產設備的數字化改造、培育融合型數字化人才；過程數字化主要涉及研發(fā)、設計、采購、生產、銷售等業(yè)務流程的數字化升級；產出數字化體現在產品的智能升級和服務模式的數字化創(chuàng)新。
制造企業(yè)向數字化轉型是應對已經到來的重大變革的唯一正確選擇。當前，大部分制造企業(yè)尚處于轉型的前夜或初期，少數先進企業(yè)已開始和實現了數字化轉型。數字經濟的熱潮正迎面涌來，相對于數字產業(yè)化，產業(yè)數字化的空間要大得多，其復雜程度和實施難度也大得多，因而發(fā)展速度低得多。產業(yè)數字化是數字經濟發(fā)展的重點和難點。工業(yè)互聯網將數字化技術和工業(yè)（尤其是制造業(yè)）兩者連接起來，使物物相聯成為可能，使制造系統(tǒng)的智能化易于實現。
工業(yè)互聯網和平臺
工業(yè)互聯網平臺建設有三種情況，一是基礎云建設方，向上延伸到應用行業(yè)；二是互聯網公司，向自身熟悉的行業(yè)靠攏；三是制造企業(yè)智能化改造中取得經驗和技術后，建設面向行業(yè)的平臺
工業(yè)互聯網是互聯網和新一代信息技術與工業(yè)系統(tǒng)全方位深度融合所形成的產業(yè)和應用生態(tài)，是工業(yè)智能化發(fā)展的關鍵綜合信息基礎設施。④對工業(yè)互聯網的理解也是多種多樣，與工業(yè)互聯網相類似的名稱有產業(yè)互聯網、工業(yè)物聯網、物聯網、工業(yè)中的互聯網等。
工業(yè)互聯網將原已在企業(yè)內部運行的內網和企業(yè)間相互通訊的外網均涵蓋在內，于是成為制造企業(yè)數字化轉型的關鍵支撐，成為制造業(yè)智能化必需的網絡環(huán)境和基礎設施。智能化制造與工業(yè)互聯網密不可分，智能化制造依工業(yè)互聯網而實現，工業(yè)互聯網扶植制造業(yè)走向智能化。工業(yè)互聯網的主要應用場景和用武之地在制造業(yè)。但是，工業(yè)互聯網并非狹隘的“設備聯網”或“機器換人”，而是需要將制造業(yè)知識、軟件與硬件三者相互融合。⑤
由于工業(yè)互聯網可將位于各處的成千上萬的設備和硬件接入網中，實現泛在互聯，由此又遇到了突出的問題，即大量的數據都上到云上，使網絡不堪重負。于是有了邊緣計算技術，將若干底層設備的數據先行處理，再將經過“預處理”數據放到云上。從云端著眼，“預處理”位于云的邊緣，故而稱作邊緣計算。有些單位在構建工業(yè)互聯網平臺時，將其稱為“霧計算”。云計算、霧計算，還有眾多新名詞、新概念，難免有點讓人感到云里霧里。
工業(yè)互聯網產業(yè)聯盟在體系架構1.0版本的基礎上，繼續(xù)不斷完善，于2019年8月在重慶正式發(fā)布了工業(yè)互聯網體系架構2.0（圖3）。⑥這一體系架構是工業(yè)互聯網技術生態(tài)協(xié)同發(fā)展的基礎指南，對于工業(yè)互聯網與制造智能化、數字化轉型的融合發(fā)展，厘清了相互關系和工作側重。
工業(yè)互聯網對于大企業(yè)和行業(yè)骨干企業(yè)，因其資金、技術等實力較強，在早年兩化融合階段，即已建立了企業(yè)自己的專網。現在這些企業(yè)中不少單位應用工業(yè)互聯網技術建起了私有云。也有些企業(yè)依托自己的技術基礎，建立公有云，成為工業(yè)互聯網平臺，為行業(yè)內外提供平臺服務。
制造業(yè)中企業(yè)數量占90%以上的中小企業(yè)，在數字化轉型和工業(yè)互聯網面前，深感力不從心。因此，急需一些面向行業(yè)的公共服務平臺為它們提供咨詢、培訓，提供簡便的云服務。可喜的是，已出現不少這樣的工業(yè)互聯網平臺。
這些平臺，相當多的在為本企業(yè)兩化深度融合、智能化制造、數字化車間、智能工廠的建設中，形成積累了相關的經驗和技術，在此基礎上加以固化、形成規(guī)范、制定標準，為同類企業(yè)提供相應服務。取得成效后，又進一步擴展延伸，成為有影響的工業(yè)互聯網平臺。
美的美云智數是在建設智能家電工廠的基礎上發(fā)展起來的；樹根互聯、徐工漢云，則是在工程機械遠程運維的業(yè)務上擴展形成的；蘇州博眾精工先在公司的機械加工車間進行智能化改造，有了體驗后，建立TSAMO工業(yè)互聯網平臺，為類似企業(yè)提供服務；富士康集團的工業(yè)富聯，建設智能工廠的同時，總結手機背板加工中材料、工藝、設備等方面的技術問題，構建工業(yè)富士專業(yè)云，為12個行業(yè)提供服務。海爾的COSMO
Plat是整合海爾集團工業(yè)智能研究院等有關工業(yè)互聯網業(yè)務與機構后形成的一個服務于產業(yè)的平臺，既為海爾的家電、中央空調企業(yè)實現智能制造提供網絡和技術支撐，也形成了“1+7+N”的業(yè)務模式?！?”即COSMO
Plat，“7”即研發(fā)設計、制造生產、智能物流、智能服務等7個領域，“N”則為衣、食、住、行、醫(yī)、康、養(yǎng)、教等等方面。至今，COSMO
Plat已可為15個行業(yè)、7大領域提供3大類、28個應用場景、179項解決方案。
目前，工業(yè)互聯網平臺的建設單位有三種情況，一是基礎云建設方，向上延伸到應用行業(yè)；二是互聯網公司，向某些自身熟悉的行業(yè)靠攏；三是制造企業(yè)智能化改造中取得經驗和技術后，建設面向行業(yè)的平臺。第三種情況，相對而言，成效較明顯。
工業(yè)互聯網加速制造業(yè)數字化轉型
工業(yè)互聯網是工業(yè)智能化發(fā)展的關鍵綜合信息基礎設施，制造活動在其上方得以進行，一系列數字化轉型的業(yè)務借此才有可能開展。通過近幾年實踐和思考，制造企業(yè)已逐漸看到數字化轉型的方向和著力點，聚焦十個領域
工業(yè)互聯網是工業(yè)智能化發(fā)展的關鍵綜合信息基礎設施，智能制造活動在其上方得以進行，一系列數字化轉型的業(yè)務借此才有可能開展。制造企業(yè)通過近幾年的實踐和思考，已逐漸看到數字化轉型的方向和著力點。隨著技術、產業(yè)、應用的創(chuàng)新突破和協(xié)同推進，工業(yè)互聯網將與制造業(yè)數字化轉型和智能化制造更加緊密結合，加速制造業(yè)數字化轉型。如何實現融合發(fā)展，工業(yè)互聯網和制造業(yè)兩方面都在摸索和實踐，制造企業(yè)更是期望工業(yè)互聯網能夠帶給它們轉型紅利。從一些企業(yè)的實踐和制造業(yè)數字化轉型的要求看，以下十個領域（方面）是當前重要的切入點、結合部和著力點。
1.遠程運維。制造中的大型關鍵設備，對制造工廠來說，相當于大腦和心臟，一旦發(fā)生故障，整個工廠將停產甚至發(fā)生重大事故。對這些設備的智能監(jiān)控、故障診斷、預測性維護，極大地保障了工廠的安全運行。一些實力較強的先進企業(yè)，通過在裝備和產品中集成傳感、控制、通信等功能，對設備進行全面聯網，打造大數據監(jiān)測分析的服務平臺，實現裝備在線狀態(tài)監(jiān)控、遠程運維和全生命周期管理，加快了裝備制造企業(yè)向服務型制造轉變。陜鼓、沈鼓較早開展了大型鼓風機的遠程運維業(yè)務，取得較好成效。大型挖掘機、起重機械的安全操作和運行也十分重要，徐工、三一重工通過對工程機械的遠程監(jiān)控，建立起以工程機械遠程運維為主和幾十萬臺設備接入的工業(yè)互聯網。金風科技建立風機遠程運維服務平臺，實現風機和風電場的智能監(jiān)控、故障診斷、預測性維護，比傳統(tǒng)方法維護成本減少20%－25%，故障預警準確率達91%以上，發(fā)電效率提高10%－15%。
2.質量管控。自動化生產線上各個工序間的質量檢測和最終的成品檢驗，是生產作業(yè)中重要環(huán)節(jié)，也是制造智能化的必要組成。通過現場實時采集和大數據分析，再反饋到生產線調節(jié)工藝參數，從而提高成品率、減少質量損耗。工業(yè)互聯網對此得心應手。結合人工智能的應用，對產品質量檢驗，則可大大提高檢測效率和降低人工檢測的強度。為保障用戶對產品使用的安全信任，也為了不斷改進提升產品質量，特別是藥品和食品的生產過程的可控制、可追溯，工業(yè)互聯網結合傳感、識別技術，將幫助企業(yè)實現制造和用戶的互信?？刀髫愃帢I(yè)建立覆蓋采購、倉庫、生產、質檢、銷售等全流程的數字化管控系統(tǒng)，實現了對藥物生產過程的全程有效監(jiān)控和自動化控制，改善了生產工藝，降低了藥物生產質量風險，提升了藥品的安全性、有效性、穩(wěn)定性。
3.協(xié)同設計。制造企業(yè)規(guī)模的擴大、業(yè)務的國際化、市場響應速度的加速，不同地域、不同部門的協(xié)同設計，成為企業(yè)贏得競爭的重要手段。工業(yè)互聯網為協(xié)同設計提供了便捷的環(huán)境和工具。尤其在5G環(huán)境下，設計人員間的對話、交流、討論，變得十分方便有效。協(xié)同設計的開展，需要圖像、三維圖形的快速傳遞，目前5G的技術，下載速度可以滿足要求，而上行速度較慢，尚滿足不了協(xié)同設計的要求。隨著5G技術的不斷發(fā)展和完善，協(xié)同設計將變得如同在一個會議室里進行交流討論一樣。上海商飛建立的全球網絡化協(xié)同研發(fā)平臺，通過國內跨地區(qū)協(xié)同研發(fā)和制造，使C919飛機研制周期縮短20%，生產效率提高30%，制造成本降低20%，制造質量問題發(fā)生率降低25%。
4.共享制造。制造資源越來越不需要也不可能完全集中在一個企業(yè)內部。整合制造資源，開展企業(yè)的制造活動，完成從訂單到交貨以及后服務的一系列制造環(huán)節(jié)，已有可能通過工業(yè)互聯網而實現。這已在一些企業(yè)的某些制造環(huán)節(jié)實行，并取得成效。網絡協(xié)同制造，早些年就有研究人員提出，并做了初步嘗試，希望充分利用和整合分散在各地各處的制造資源，以高效開展制造活動。只是由于當時技術和環(huán)境尚未成熟而未能實現。航天云網，是在863項目研究工作的基礎和技術積累上，建立起來的面向制造業(yè)和其他領域的工業(yè)互聯網平臺?？梢詾橹圃炱髽I(yè)提供交易、協(xié)作、配套以及智能化改造所需的服務。已為某電視機和智能終端制造企業(yè)，分析其產線上影響生產效率的關鍵工藝，并進行仿真模擬，從而提高了產線的日生產量；也為十幾家生產航天機械元器件的制造企業(yè)開展新產品研制服務，使企業(yè)新產品研制周期從6.5個月縮短到5個月，新產品上線從24個月縮短到18個月。
5.定制生產。隨著自動化技術的提高和個性化需求的普及，大批量定制的制造模式日益為制造業(yè)推崇和客戶的歡迎。自動化技術和智能化制造的發(fā)展，有可能在同一生產線上以大批量生產的單件成本生產出個性化的產品，這是大批量定制這一制造模式的要義。大連大楊服裝、青島紅領服裝，首先在服裝行業(yè)實施大批量定制生產方式。服裝企業(yè)可根據消費者的體形、身材以及對款式、面料、品位等的喜好，幾天內即可做出令消費者贊賞的合身、漂亮的服裝，既提高了產品的附加值，加快了企業(yè)的發(fā)展，又滿足了人們日益提高的生活、文化的需求。維尚家具通過構建“新居網”互動開放設計，建立“大規(guī)模家具設計定制生產系統(tǒng)”，實現消費驅動生產，企業(yè)得以快速擴張。尚品宅配可根據客戶的需求，定制生產板式家具，滿足不同消費群體的個性化需求。
6.物流倉儲。制造活動離不開物料的移動、配送、倉儲，智能物流是智能化制造的重要環(huán)節(jié)。物流已越出一個制造企業(yè)的范圍，也逐漸成為一項專業(yè)的業(yè)務活動。大多制造企業(yè)的進貨物流、出貨物流已普遍交由專門的物流企業(yè)承擔，而物料適時適量地配送到企業(yè)生產線各個工序的上線物流，也開始委托專業(yè)公司來承擔。第三方、第四方物流應運而生，智能物流裝備（AGV、叉車、立體庫）制造業(yè)也得到快速發(fā)展。通過工業(yè)互聯網，可有效掌握物料的移動、調度、倉儲，對物料跟蹤追溯，減少差錯、降低庫存、提高效益。無錫中鼎集成已累計生產了700多個立體庫，在此基礎上，可開展立體庫裝備的遠程運維，也可根據用戶的需要和許可，對物流數據進行分析，以幫助用戶企業(yè)實現精益生產和智能化制造。
7.工藝革新。制造活動是按照一定工序、一定工藝、一定組織而進行的。制造工藝是將物件如何做出來和如何做得更好的技術。制造工藝是制造業(yè)的核心技術，是制造業(yè)實現高質量發(fā)展的重要抓手，是制造企業(yè)的看家本領和商業(yè)秘密。工業(yè)互聯網代替不了制造工藝，但可以賦能工藝革新，可以促進研究出更好的工藝。在當前智能化制造的推進中，對工藝革新重要性的認識和艱巨性的預估都遠遠不夠。工業(yè)互聯網與工藝革新的研究、優(yōu)化過程結合，在參數優(yōu)化、反饋補償、智能迭代、工藝仿真、數值模擬和方案比較等方面發(fā)揮作用，從而縮短工藝研究和優(yōu)化周期，觸發(fā)新工藝產生和應用。工業(yè)互聯網，還可在工藝過程中實時監(jiān)控，改善工藝質量，保證成品率的提高。
智能手機品牌企業(yè)，從響應消費者美感出發(fā)，不斷改變手機背板材料，而代工企業(yè)必須短期內滿足和適應手機企業(yè)的變化。工業(yè)富聯為達到材料改變后的手機背板大批量生產的要求，從材料性能到加工工藝，從切削工具到切削參數，從加工機床到質量檢測，進行了一系列深入研究，其深度不亞于研究機構和高校。研究成功后在企業(yè)內首先實現工藝驗證和批量生產，并通過工業(yè)互聯網將加工設備聯網，實時管控生產過程，既按智能手機企業(yè)要求完成了訂單，又依此為基礎建立了工業(yè)互聯網平臺。山東臨沂中瑞電子有限公司生產的鐵氧體磁環(huán)線圈，批量大、手工作業(yè)多，為實現電感器智能化制造，首先從研究鐵氧體磁環(huán)線圈的自動繞制工藝入手，進而研制自動化裝備，再進行車間一系列智能化改造，最后完成電感器數字化車間的建設。與原工藝和老工廠比較，研發(fā)周期從8天縮短到3天，交貨期從35天縮短到7天，作業(yè)人員從70人減少到7人，不良品率從80ppm降到20ppm。
8.精益管理。精益是制造業(yè)的哲學和重要理念。從精益生產、準時化生產到精益管理、精益思維，制造企業(yè)進入到新的發(fā)展階段。但多數制造企業(yè)并未重視這一點，不免有些遺憾。精益生產、精益管理是智能制造的基礎和前提。工業(yè)互聯網為制造企業(yè)實現精益生產和管理，提供了新的機會和手段，也為精益生產與智能制造的結合，提供了環(huán)境和可能。天津愛波瑞公司，在多年從事精益管理咨詢和幫助制造企業(yè)實施精益生產的基礎上，研究完成精益數字云（LDC），為大量中小制造企業(yè)提供便捷的工具和服務。九江石化通過建立一體化的能源管控中心平臺，建立針對高附加值用能的氫氣和瓦斯的產耗平衡模型和優(yōu)化系統(tǒng)，以及對能源計劃、生產、優(yōu)化、評價的閉環(huán)管控，從而實現節(jié)能降耗，近三年，能源利用效率提高了4%。
9.營銷服務。制造業(yè)從“提供產品”向“產品+服務”轉型，后服務在制造業(yè)中的比重越來越大、越來越重要。伴隨企業(yè)經營規(guī)模擴大，服務地域擴展、服務門類增多，信息通暢實時、物品調度供應、人員及時達到，顯得格外重要。工業(yè)互聯網給制造業(yè)營銷服務帶來便捷、實時、高效，并將從中數據反饋給制造過程，使制造更有效、更敏捷、更貼近用戶。樹根互聯、徐工漢云可為三一重工、徐工在各地使用的工程機械進行實時監(jiān)控，掌握運行狀態(tài)，及時了解備品配件的情況，合理調度備品配件，就近安排維修和技術人員，為企業(yè)節(jié)省了時間，減少了開支，提高了效益，也為用戶提高了開機效率，減少了停工帶來的損失。
10.解決方案。將業(yè)務數字化、流程數字化等的經驗、規(guī)范凝結成數字化解決方案，從為本企業(yè)或幾個企業(yè)解決本行業(yè)的數字化轉型問題，提升為細分行業(yè)的解決方案，并將其轉成適合上云的產品。行業(yè)內一批企業(yè)尤其是中小企業(yè)可從平臺企業(yè)獲取SaaS、PaaS等服務，從而在面上促進整個行業(yè)的數字化轉型。美云智數，依托美的集團的智能制造業(yè)務實踐和KUKA機器人的自動化能力經驗，已為汽車、家電、新能源等十多個行業(yè)提供覆蓋全價值鏈的數字化轉型服務。蕪湖埃夫特公司，在為衛(wèi)浴行業(yè)提供打磨機器人的基礎上，總結提煉成衛(wèi)浴行業(yè)機器人打磨解決方案，并提供云服務，為衛(wèi)浴行業(yè)的綠色、高效發(fā)展做出了貢獻。
制造業(yè)和工業(yè)互聯網的融合發(fā)展遠不止以上十個方面或領域，創(chuàng)新和創(chuàng)造永無止境，制造業(yè)發(fā)展永不停息，制造系統(tǒng)演進持續(xù)進行。演進的方向是“六個自”：自度量、自決策、自診斷、自維護、自適應、自學習。在努力逐漸降低人力在制造系統(tǒng)中比重、逐步提高人的知識和經驗固化于制造系統(tǒng)中比重的過程中，在數字化轉型和智能制造的進程中，企業(yè)應根據自身實際，探求各種不同的模式，實行多種多樣的方式。
不論制造系統(tǒng)規(guī)模的大小、水平的高低、工作的難易，須始終不忘構建智能制造系統(tǒng)的目的：生產效率更高、單件成本更低、產品品質更好、市場響應更快、資源消耗更少、環(huán)境影響更小、持續(xù)發(fā)展更強、職工生活更美。這“八個更”也是制造業(yè)永恒的主題。工業(yè)互聯網與制造業(yè)融合發(fā)展將使“八個更”更加豐富多彩，使制造業(yè)數字化轉型提速提效，使我國制造業(yè)邁向又大又強的戰(zhàn)略目標盡早實現。
工業(yè)互聯網與中小企業(yè):“1+M+N”模式
制造業(yè)總體水平的提高和數字化轉型實現，僅僅有一批先進企業(yè)的引領和示范遠遠不夠。需要一批為中小企業(yè)實現數字化轉型的應用服務提供商（ASP），他們本身就是中小企業(yè)，需要政府扶持
制造業(yè)總體水平的提高、數字化轉型的實現，僅僅有一批先進企業(yè)的引領和示范遠遠不夠。數量占90%以上的中小企業(yè)，如何數字化轉型、如何提升生產力水平、如何增強競爭力，是我國制造業(yè)實施制造強國戰(zhàn)略的重要課題和突出重點。這方面，工業(yè)互聯網平臺企業(yè)肩負著重要任務。平臺企業(yè)應通過自身的設施和服務，讓廣大中小企業(yè)受益、扶植廣大中小企業(yè)提升。可喜的是，一些工業(yè)互聯網平臺已面向中小企業(yè)開發(fā)出部分適用產品，開展了受人歡迎的服務。但制造業(yè)中小企業(yè)身處眾多行業(yè)、面臨種種問題，除了平臺的利用，還需得到具體的幫助和指導。
因此，需要一批為中小企業(yè)實現數字化轉型的應用服務提供商（ASP）。這些ASP，人員不一定要很多，但對中小企業(yè)所處的行業(yè)熟悉，解決中小企業(yè)的問題很實在。同時，這些ASP，盈利不高，本身就是中小企業(yè)，因而需要政府的扶植。
從工業(yè)互聯網與制造業(yè)融合發(fā)展和一些企業(yè)的實踐中，筆者思考提出工業(yè)互聯網助力中小企業(yè)數字化轉型的“1+M+N”模式（圖4）。
這一模式中，“1+M”已為人們所認識，“N”則需要培育。這一模式中，中小企業(yè)受益方式主要有：SaaS、解決方案、咨詢、培訓、后服務。中小企業(yè)從平臺通過SaaS、PaaS等服務，便捷得到所需軟件的使用和輔導；獲取所在行業(yè)的整體解決方案，為本企業(yè)所遇到的生產、工藝、裝備等問題，找到解決問題的鑰匙；提出問題和困難，在平臺中找到提供相應咨詢的機構或單位；所需的技能和技術人員可利用網絡教育，得到培訓；產品出廠后，借助平臺開展后服務，這方面，中小企業(yè)能力有限，恰好可以發(fā)揮平臺的優(yōu)勢和作用。
隨著制造業(yè)數字化轉型的深入，智能化制造的大力推進，工業(yè)互聯網與制造業(yè)深度融合取得實效，經過幾年的不懈努力，我國制造業(yè)終將實現高質量發(fā)展，實現制造強國的戰(zhàn)略目標。
(本文首刊于2020年1月6日出版的《財經》雜志)
(作者為中國機械工業(yè)聯合會專家委員會名譽主任、國家制造強國建設戰(zhàn)略咨詢委員會委員、工業(yè)和信息化部智能制造專家咨詢委員會主任；編輯：張燕冬)
①馬克思《資本論》第一卷，第三篇《絕對剩余價值的生產》第五章《勞動過程和價值增殖過程》，P.204人民出版社，1975年6月第1版
②工業(yè)和信息化部、財政部，智能制造發(fā)展規(guī)劃（2016-2020年），2016年9月
③中國信息通信研究院，《中國數字經濟發(fā)展與就業(yè)白皮書（2019年）》，2019年4月
④工業(yè)互聯網產業(yè)聯盟，《工業(yè)互聯網體系架構》（版本1.0）
⑤謝麗容等，《數字科技清明上河圖》，《財經》，2019年第12期
⑥余曉暉，中國信息通信研究院，《工業(yè)互聯網體系架構2.0》，2019年8月
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